摘要:所以,我按照自己的邏輯總結了一下項目的運行方式和對的基本處理流程。二請求處理流程和其他框架一樣,的處理流程基本類似接受,返回內容。在中,中間件組件用字符串表示指向中間件類名的完整路徑。
之前在網上看過一些介紹Django處理請求的流程和Django源碼結構的文章,覺得了解一下這些內容對開發Django項目還是很有幫助的。所以,我按照自己的邏輯總結了一下Django項目的運行方式和對Request的基本處理流程。
一、Django的運行方式運行Django項目的方法很多,這里主要介紹一下常用的方法。一種是在開發和調試中經常用到runserver方法,使用Django自己的web server;另外一種就是使用fastcgi,uWSGIt等協議運行Django項目,這里以uWSGIt為例。
1、runserver方法runserver方法是調試Django時經常用到的運行方式,它使用Django自帶的WSGI Server運行,主要在測試和開發中使用,使用方法如下:
Usage: manage.py runserver [options] [optional port number, or ipaddr:port] # python manager.py runserver # default port is 8000 # python manager.py runserver 8080 # python manager.py runserver 127.0.0.1:9090
看一下manager.py的源碼,你會發現上面的命令其實是通過Django的execute_from_command_line方法執行了內部實現的runserver命令,那么現在看一下runserver具體做了什么。。
看了源碼之后,可以發現runserver命令主要做了兩件事情:
解析參數,并通過 django.core.servers.basehttp.get_internal_wsgi_application 方法獲取 wsgi handler ;
根據ip_address和port生成一個WSGIServer對象,接受用戶請求
get_internal_wsgi_application 的源碼如下:
def get_internal_wsgi_application(): """ Loads and returns the WSGI application as configured by the user in ``settings.WSGI_APPLICATION``. With the default ``startproject`` layout, this will be the ``application`` object in ``projectname/wsgi.py``. This function, and the ``WSGI_APPLICATION`` setting itself, are only useful for Django"s internal servers (runserver, runfcgi); external WSGI servers should just be configured to point to the correct application object directly. If settings.WSGI_APPLICATION is not set (is ``None``), we just return whatever ``django.core.wsgi.get_wsgi_application`` returns. """ from django.conf import settings app_path = getattr(settings, "WSGI_APPLICATION") if app_path is None: return get_wsgi_application() return import_by_path( app_path, error_prefix="WSGI application "%s" could not be loaded; " % app_path )
通過上面的代碼我們可以知道,Django會先根據settings中的WSGI_APPLICATION來獲取handler;在創建project的時候,Django會默認創建一個wsgi.py文件,而settings中的WSGI_APPLICATION配置也會默認指向這個文件。看一下這個wsgi.py文件,其實它也和上面的邏輯一樣,最終調用get_wsgi_application實現。
2、uWSGI方法uWSGI+Nginx的方法是現在最常見的在生產環境中運行Django的方法,本人的博客也是使用這種方法運行,要了解這種方法,首先要了解一下WSGI和uWSGI協議。
WSGI,全稱Web Server Gateway Interface,或者Python Web Server Gateway Interface,是為Python語言定義的Web服務器和Web應用程序或框架之間的一種簡單而通用的接口,基于現存的CGI標準而設計的。WSGI其實就是一個網關(Gateway),其作用就是在協議之間進行轉換。(PS: 這里只對WSGI做簡單介紹,想要了解更多的內容可自行搜索)
uWSGI是一個Web服務器,它實現了WSGI協議、uwsgi、http等協議。注意uwsgi是一種通信協議,而uWSGI是實現uwsgi協議和WSGI協議的Web服務器。uWSGI具有超快的性能、低內存占用和多app管理等優點。以我的博客為例,uWSGI的xml配置如下:
:7600 :40000 DJANGO_SETTINGS_MODULE=geek_blog.settings django.core.handlers.wsgi:WSGIHandler() 6 60 /var/app/log/blog/uwsgi.log 32768 60
以上就是uWSGI xml配置的寫法,也可以使用ini的方式。安裝uWSGI和運行的命令如下:
sudo pip install uwsgi uwsgi --pidfile=/var/run/geek-blog.pid -x uwsgi.xml --uid blog --gid nogroup
uWSGI和Nginx一起使用的配置方法就不在這里說明了,網上教程很多,需要的可以自行搜索。
二、HTTP請求處理流程Django和其他Web框架一樣,HTTP的處理流程基本類似:接受request,返回response內容。Django的具體處理流程大致如下圖所示:
加載project settings在通過django-admin.py創建project的時候,Django會自動生成默認的settings文件和manager.py等文件,在創建WSGIServer之前會執行下面的引用:
from django.conf import settings
上面引用在執行時,會讀取os.environ中的DJANGO_SETTINGS_MODULE配置,加載項目配置文件,生成settings對象。所以,在manager.py文件中你可以看到,在獲取WSGIServer之前,會先將project的settings路徑加到os路徑中。
不管是使用runserver還是uWSGI運行Django項目,在啟動時都會調用django.core.servers.basehttp中的run()方法,創建一個django.core.servers.basehttp.WSGIServer類的實例,之后調用其serve_forever()方法啟動HTTP服務。run方法的源碼如下:
def run(addr, port, wsgi_handler, ipv6=False, threading=False): server_address = (addr, port) if threading: httpd_cls = type(str("WSGIServer"), (socketserver.ThreadingMixIn, WSGIServer), {}) else: httpd_cls = WSGIServer httpd = httpd_cls(server_address, WSGIRequestHandler, ipv6=ipv6) # Sets the callable application as the WSGI application that will receive requests httpd.set_app(wsgi_handler) httpd.serve_forever()
如上,我們可以看到:在創建WSGIServer實例的時候會指定HTTP請求的Handler,上述代碼使用WSGIRequestHandler。當用戶的HTTP請求到達服務器時,WSGIServer會創建WSGIRequestHandler實例,使用其handler方法來處理HTTP請求(其實最終是調用wsgiref.handlers.BaseHandler中的run方法處理)。WSGIServer通過set_app方法設置一個可調用(callable)的對象作為application,上面提到的handler方法最終會調用設置的application處理request,并返回response。
其中,WSGIServer繼承自wsgiref.simple_server.WSGIServer,而WSGIRequestHandler繼承自wsgiref.simple_server.WSGIRequestHandler,wsgiref是Python標準庫給出的WSGI的參考實現。其源碼可自行到wsgiref參看,這里不再細說。
處理Request第二步中說到的application,在Django中一般是django.core.handlers.wsgi.WSGIHandler對象,WSGIHandler繼承自django.core.handlers.base.BaseHandler,這個是Django處理request的核心邏輯,它會創建一個WSGIRequest實例,而WSGIRequest是從http.HttpRequest繼承而來
返回Response上面提到的BaseHandler中有個get_response方法,該方法會先加載Django項目的ROOT_URLCONF,然后根據url規則找到對應的view方法(類),view邏輯會根據request實例生成并返回具體的response。
在Django返回結果之后,第二步中提到wsgiref.handlers.BaseHandler.run方法會調用finish_response結束請求,并將內容返回給用戶。
上述的第三步和第四步邏輯只是大致說了一下處理過程,Django在處理request的時候其實做了很多事情,下面我們詳細的過一下。首先給大家分享兩個網上看到的Django流程圖:
Django流程圖1
Django流程圖2
上面的兩張流程圖可以大致描述Django處理request的流程,按照流程圖2的標注,可以分為以下幾個步驟:
1. 用戶通過瀏覽器請求一個頁面 2. 請求到達Request Middlewares,中間件對request做一些預處理或者直接response請求 3. URLConf通過urls.py文件和請求的URL找到相應的View 4. View Middlewares被訪問,它同樣可以對request做一些處理或者直接返回response 5. 調用View中的函數 6. View中的方法可以選擇性的通過Models訪問底層的數據 7. 所有的Model-to-DB的交互都是通過manager完成的 8. 如果需要,Views可以使用一個特殊的Context 9. Context被傳給Template用來生成頁面 a. Template使用Filters和Tags去渲染輸出 b. 輸出被返回到View c. HTTPResponse被發送到Response Middlewares d. 任何Response Middlewares都可以豐富response或者返回一個完全不同的response e. Response返回到瀏覽器,呈現給用戶
上述流程中最主要的幾個部分分別是:Middleware(中間件,包括request, view, exception, response),URLConf(url映射關系),Template(模板系統),下面一一介紹一下。
1、Middleware(中間件)Middleware并不是Django所獨有的東西,在其他的Web框架中也有這種概念。在Django中,Middleware可以滲入處理流程的四個階段:request,view,response和exception,相應的,在每個Middleware類中都有rocess_request,process_view, process_response 和 process_exception這四個方法。你可以定義其中任意一個活多個方法,這取決于你希望該Middleware作用于哪個處理階段。每個方法都可以直接返回response對象。
Middleware是在Django BaseHandler的load_middleware方法執行時加載的,加載之后會建立四個列表作為處理器的實例變量:
_request_middleware:process_request方法的列表 _view_middleware:process_view方法的列表 _response_middleware:process_response方法的列表 _exception_middleware:process_exception方法的列表
Django的中間件是在其配置文件(settings.py)的MIDDLEWARE_CLASSES元組中定義的。在MIDDLEWARE_CLASSES中,中間件組件用字符串表示:指向中間件類名的完整Python路徑。例如GeekBlog項目的配置:
MIDDLEWARE_CLASSES = ( "django.middleware.cache.UpdateCacheMiddleware", "django.middleware.common.CommonMiddleware", "django.middleware.cache.FetchFromCacheMiddleware", "django.contrib.sessions.middleware.SessionMiddleware", "django.middleware.csrf.CsrfViewMiddleware", "django.contrib.auth.middleware.AuthenticationMiddleware", "django.contrib.messages.middleware.MessageMiddleware", "django.middleware.locale.LocaleMiddleware", "geek_blog.middlewares.MobileDetectionMiddleware", # 自定義的Middleware )
Django項目的安裝并不強制要求任何中間件,如果你愿意,MIDDLEWARE_CLASSES可以為空。中間件出現的順序非常重要:在request和view的處理階段,Django按照MIDDLEWARE_CLASSES中出現的順序來應用中間件,而在response和exception異常處理階段,Django則按逆序來調用它們。也就是說,Django將MIDDLEWARE_CLASSES視為view函數外層的順序包裝子:在request階段按順序從上到下穿過,而在response則反過來。以下兩張圖可以更好地幫助你理解:
Django Middleware流程1
Django Middleware流程圖2
如果處理request的中間件都沒有直接返回response,那么Django會去解析用戶請求的URL。URLconf就是Django所支撐網站的目錄。它的本質是URL模式以及要為該URL模式調用的視圖函數之間的映射表。通過這種方式可以告訴Django,對于這個URL調用這段代碼,對于那個URL調用那段代碼。具體的,在Django項目的配置文件中有ROOT_URLCONF常量,這個常量加上根目錄"/",作為參數來創建django.core.urlresolvers.RegexURLResolver的實例,然后通過它的resolve方法解析用戶請求的URL,找到第一個匹配的view。
其他有關URLConf的內容,這里不再具體介紹,大家可以看DjangoBook了解。
3、Template(模板)大部分web框架都有自己的Template(模板)系統,Django也是。但是,Django模板不同于Mako模板和jinja2模板,在Django模板不能直接寫Python代碼,只能通過額外的定義filter和template tag實現。由于本文主要介紹Django流程,模板內容就不過多介紹。
PS: 以上代碼和內容都是基于Django 1.6.5版本,其他版本可能與其不同,請參考閱讀。
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